專利名稱：混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗火試驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景隨著社會(huì)的進(jìn)步、人口的不斷增加和建筑物的日益密集，火災(zāi)也越來(lái)越經(jīng) 常地發(fā)生，給國(guó)家的財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全造成巨大損失。特別是近年來(lái)，城 市人口密度日趨增大，高層建筑的迅速發(fā)展更增加了火災(zāi)發(fā)生的頻率和消防的 難度。為了避免不必要的損失，加強(qiáng)建筑物的防火、抗火性能，首先應(yīng)了解建 筑結(jié)構(gòu)梁或板在火災(zāi)下的受力行為及變形規(guī)律，測(cè)定梁或板的抗火性能，目前， 國(guó)內(nèi)對(duì)建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)只是利用燃燒爐來(lái)簡(jiǎn)單地測(cè)定建筑構(gòu)件的耐火極 限，不能對(duì)建筑構(gòu)件在火災(zāi)下的內(nèi)力變化及變形規(guī)律等抗火性能進(jìn)行測(cè)定。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有建筑構(gòu)件耐火性能的測(cè)定采用燃燒爐來(lái)測(cè)定， 只是對(duì)建筑構(gòu)件耐火極限進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)定，不能對(duì)建筑構(gòu)件在火災(zāi)下的內(nèi)力變 化、變形規(guī)律等抗火性能進(jìn)行測(cè)定的問(wèn)題，提供一種混凝土多跨連續(xù)梁或板的 抗火試驗(yàn)裝置。本發(fā)明包括反力架，反力架由四根立柱、兩根反力縱梁和至少一根反力橫 梁組成，每根反力縱梁的兩端分別與兩根立柱的側(cè)端面固接，反力橫梁位于兩 根反力縱梁之間，反力橫梁的兩端分別與兩根反力縱梁固接，它還包括至少一 個(gè)位移測(cè)量裝置、至少兩跨爐體、試件支座、至少一個(gè)稱重傳感器、至少一個(gè) 千斤頂、至少三個(gè)滾軸、至少兩個(gè)噴嘴、油泵、油箱、風(fēng)機(jī)和至少四個(gè)熱電偶， 試件支座的內(nèi)腔橫向設(shè)有至少一個(gè)隔離支座， 一個(gè)隔離支座將試件支座的內(nèi)腔 分為兩跨支座內(nèi)腔，每跨支座內(nèi)腔中設(shè)有一跨爐體，每跨支座的橫向上端面上 設(shè)有一個(gè)滾軸，反力架上的四根立柱布置在試件支座的外圍地面上，位移測(cè)量 裝置由兩根錨桿、縱桿和至少一個(gè)位移計(jì)組成，縱桿兩端固裝在兩根錨桿的上 部，至少一個(gè)位移計(jì)固裝在縱桿上，位移測(cè)量裝置設(shè)置在爐體上且兩根錨桿布 置在反力架的縱向兩外側(cè)地面上，反力橫梁的下面設(shè)有至少一個(gè)稱重傳感器，稱重傳感器的下面設(shè)有千斤頂，每跨爐體與其相鄰的試件支座的縱向側(cè)壁上設(shè) 有至少一個(gè)噴口，噴嘴設(shè)置在噴口處，油泵的輸出端與噴嘴連接，油泵的輸入 端與油箱連接，風(fēng)機(jī)與噴口連通，每跨爐體與其相鄰的試件支座的側(cè)壁下部設(shè) 有煙道，每跨爐體與其相鄰的試件支座的側(cè)壁上部設(shè)有至少兩個(gè)熱電偶。
本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明為混凝土多跨連續(xù)梁或板在不同工作狀 況下的抗火試驗(yàn)提供了性能良好的試驗(yàn)裝置，基本滿足了試驗(yàn)所需的升溫、邊 界約束、反力測(cè)量以及加載等試驗(yàn)要求，很好的模擬了建筑構(gòu)件的火災(zāi)環(huán)境， 使抗火試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌晒Φ赝瓿?，從而為研究建筑?gòu)件在火災(zāi)下的力學(xué)及變形 等抗火性能及指導(dǎo)以后的建筑結(jié)構(gòu)的抗火安全設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明抗火試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖， 圖3是圖1的B - B視圖(去掉位移測(cè)量裝置2)，圖4是至少兩個(gè)爐體3和試 件支座4的俯視圖，圖5是圖4的C-C剖視圖，圖6是圖4的D-D剖視圖， 圖7是圖4的E向視圖，圖8是反力橫梁l-3、試件支座4、稱重傳感器5、千 斤頂6、滾軸7及混凝土板或梁15的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是爐體3的側(cè)壁結(jié) 構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1~圖6和圖8說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括 反力架1，反力架1由四根立柱1-1、兩根反力縱梁1-2和至少一根反力橫梁1-3 組成，每根反力縱梁1-2的兩端分別與兩根立柱1-1的側(cè)端面通過(guò)高強(qiáng)螺栓固接， 反力橫梁1-3位于兩根反力縱梁1-2之間，反力橫梁1-3的位置根據(jù)試驗(yàn)所需施 加荷載或反力約束的位置可沿反力縱梁1-2調(diào)節(jié)，反力橫梁1-3的兩端分別與兩 根反力縱梁l-2通過(guò)高強(qiáng)螺栓固接，它還包括至少一個(gè)位移測(cè)量裝置2、至少兩 跨爐體3、試件支座4、至少一個(gè)稱重傳感器5、至少一個(gè)千斤頂6、至少三個(gè) 滾軸7、至少兩個(gè)噴嘴8、油泵9、油箱IO、風(fēng)機(jī)11和至少四個(gè)熱電偶12，試 件支座4的內(nèi)腔橫向設(shè)有至少一個(gè)隔離支座4-1， 一個(gè)隔離支座4-1將試件支座 4的內(nèi)腔分為兩跨支座內(nèi)腔4-2，每跨支座內(nèi)腔4-2中設(shè)有一跨爐體3，每跨支 座的橫向上端面上設(shè)有一個(gè)滾軸7，反力架1上的四根立柱1-1布置在試件支座 4的外圍地面上，位移測(cè)量裝置2由兩根錨桿2-l、縱桿2-2和至少一個(gè)位移計(jì) 2-3組成，縱桿2-2兩端通過(guò)卡扣固裝在兩根錨桿2-l的上部，至少一個(gè)位移計(jì)2-3通過(guò)卡扣固裝在縱桿2-2上，位移計(jì)2-3的數(shù)量可根據(jù)測(cè)量需要增加且位置 可根據(jù)測(cè)點(diǎn)靈活布置，位移測(cè)量裝置2設(shè)置在爐體3上且兩根錨桿2-1布置在 反力架1的縱向兩外側(cè)地面上，反力橫梁1-3的下面設(shè)有至少一個(gè)稱重傳感器5， 稱重傳感器5的下面設(shè)有千斤頂6，每跨爐體3與其相鄰的試件支座4的縱向側(cè) 壁上設(shè)有至少一個(gè)噴口3-l，噴嘴8設(shè)置在噴口3-l處，油泵9的輸出端與噴嘴 8連接，油泵9的輸入端與油箱10連接，風(fēng)機(jī)11與噴口3-1連通，每跨爐體3 與其相鄰的試件支座4的側(cè)壁下部設(shè)有煙道3-2，每跨爐體3與其相鄰的試件支 座4的側(cè)壁上部設(shè)有至少兩個(gè)熱電偶12。爐體3起到隔熱保溫的作用；反力縱 梁1-2和反力橫梁1-3可以是工字鋼、鋼板、方鋼或角鋼；千斤頂6可以調(diào)節(jié)施 加荷載或約束反力的大小，稱重傳感器5與自動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接，通過(guò)稱 重傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的變化，可以得到試驗(yàn)中對(duì)構(gòu)件的施加荷載或其支座處的約 束反力的變化；四個(gè)熱電偶12用來(lái)測(cè)量爐體3內(nèi)的溫度，并且能夠準(zhǔn)確的測(cè)量 爐體3內(nèi)的溫度，熱電偶12通過(guò)導(dǎo)線采集裝置連接，并將電信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī) 處理系統(tǒng)；位移計(jì)7通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相連，這 樣便可以實(shí)時(shí)地采集和記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到試驗(yàn)過(guò)程中試件相應(yīng)位置的變 形情況；煙道3-2連接至室外煙囪，以起到排煙的作用；爐體3、油泵9、油箱 10和風(fēng)機(jī)11構(gòu)成升溫系統(tǒng)，升溫系統(tǒng)為混凝土梁或板15提供燃燒熱量，模擬 火災(zāi)環(huán)境，爐體3高度不宜過(guò)高；試件支座4為混凝土梁或板15提供支撐；位 移計(jì)7用來(lái)量測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中混凝土梁或板15的變形情況；反力架1對(duì)混凝土梁 或板15施加試驗(yàn)所要求的豎向荷載或?qū)υ嚰ё?處進(jìn)行反力約束，模擬試驗(yàn) 構(gòu)件所需的支座或邊界處的約束條件；稱重傳感器5能測(cè)量約束反力或施加荷 載的大小及變化情況。單元爐體的尺寸和爐體個(gè)數(shù)可根據(jù)混凝土梁或板15的實(shí) 際需要進(jìn)行選擇，各個(gè)單元爐體既可以獨(dú)立工作，又可以同時(shí)工作，這樣既可 以進(jìn)行單跨，也可以進(jìn)行多跨的混凝土連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)來(lái)模擬不同房間 的失火情況，具有一定的通用性。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1、圖5和圖6說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的爐 體3的上平面低于試件支座4的上平面。這樣設(shè)計(jì)可以保證試件有足夠的變形 空間。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖9說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的爐體3的四周 爐體內(nèi)壁由耐火磚砌筑而成，爐體3的四周爐體外壁由普通紅磚砌筑而成，爐體3的四周爐體內(nèi)壁與外壁之間填充耐火纖維，爐體3的底部由兩層耐火磚砌 筑而成。這樣設(shè)計(jì)使得爐體3保溫效果好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖4和圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每跨爐 體3與其相鄰的試件支座4的上端面沿縱向設(shè)有試驗(yàn)槽3-4。在進(jìn)行混凝土梁 15試驗(yàn)時(shí)，可將混凝土梁15放置在試驗(yàn)槽3-4中，使混凝土梁15的三面都能 受火，從而模擬其三面受火情況，使試驗(yàn)所采集的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖6和圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí) 施方式五的不同點(diǎn)是它還增加有閘門板13，閘門板13安裝在煙道3-2的出口 處。閘門板13用以調(diào)節(jié)爐溫和爐壓。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五相 同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每根反力縱梁 1-2與反力橫梁1-3連接的端面上設(shè)有若干第一連接孔1-2-1，每根反力橫梁1-3 與反力縱梁l-2連接的端面上設(shè)有若干第二連接孔1-3-1。這樣設(shè)計(jì)使得反力縱 梁1-2與反力橫梁1-3的位置可以根據(jù)試驗(yàn)構(gòu)件所需施加的豎向荷載或試件支座 4處所需約束的位置進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，具有互換性。試驗(yàn)時(shí)，首先根據(jù)需要進(jìn)行火災(zāi)試驗(yàn)的混凝土梁或板15的尺寸建造爐體3 和試件支座4，將噴嘴8、油泵9、油箱10及風(fēng)機(jī)11組裝；當(dāng)試驗(yàn)混凝土板15 時(shí)，將混凝土板就位于爐頂上，這樣，整個(gè)爐頂由混凝土板覆蓋，以模擬混凝 土板單面受火的情況；當(dāng)試驗(yàn)混凝土梁時(shí)，將混凝土梁15就位于試驗(yàn)槽3-4中， 試驗(yàn)梁周圍暴露的爐頂由耐火纖維板16覆蓋，如圖7所示，以模擬混凝土梁三 面受火的情況；之后安裝位移測(cè)量裝置2，最后按照混凝土梁或板15所要求施 加的豎向荷載及支座處所需的反力約束安裝反力架1、稱重傳感器5及千斤頂6， 用以施加豎向荷載及對(duì)支座處進(jìn)行反力約束，這樣就可以進(jìn)行各種工作狀況下 的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)。工作原理將輕質(zhì)柴油作為燃料裝入油箱10內(nèi)，經(jīng)油泵9送至噴嘴8，燃 油在噴口 3-1處與風(fēng)機(jī)11送入的壓力空氣混合后霧化，在噴口 3-1前被點(diǎn)燃， 火舌噴入爐體3內(nèi)，爐體3內(nèi)的溫度利用熱電偶12測(cè)量，熱電偶12通過(guò)電信 號(hào)將爐體3內(nèi)的溫度傳遞給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后得到試驗(yàn)爐內(nèi) 溫度的變化曲線。
權(quán)利要求
1、一種混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，它包括反力架(1)，反力架(1)由四根立柱(1-1)、兩根反力縱梁(1-2)和至少一根反力橫梁(1-3)組成，每根反力縱梁(1-2)的兩端分別與兩根立柱(1-1)的側(cè)端面固接，反力橫梁(1-3)位于兩根反力縱梁(1-2)之間，反力橫梁(1-3)的兩端分別與兩根反力縱梁(1-2)固接，其特征在于它還包括至少一個(gè)位移測(cè)量裝置(2)、至少兩跨爐體(3)、試件支座(4)、至少一個(gè)稱重傳感器(5)、至少一個(gè)千斤頂(6)、至少三個(gè)滾軸(7)、至少兩個(gè)噴嘴(8)、油泵(9)、油箱(10)、風(fēng)機(jī)(11)和至少四個(gè)熱電偶(12)，試件支座(4)的內(nèi)腔橫向設(shè)有至少一個(gè)隔離支座(4-1)，一個(gè)隔離支座(4-1)將試件支座(4)的內(nèi)腔分為兩跨支座內(nèi)腔(4-2)，每跨支座內(nèi)腔(4-2)中設(shè)有一跨爐體(3)，每跨支座的橫向上端面上設(shè)有一個(gè)滾軸(7)，反力架(1)上的四根立柱(1-1)布置在試件支座(4)的外圍地面上，位移測(cè)量裝置(2)由兩根錨桿(2-1)、縱桿(2-2)和至少一個(gè)位移計(jì)(2-3)組成，縱桿(2-2)兩端固裝在兩根錨桿(2-1)的上部，至少一個(gè)位移計(jì)(2-3)固裝在縱桿(2-2)上，位移測(cè)量裝置(2)設(shè)置在爐體(3)上且兩根錨桿(2-1)布置在反力架(1)的縱向兩外側(cè)地面上，反力橫梁(1-3)的下面設(shè)有至少一個(gè)稱重傳感器(5)，稱重傳感器(5)的下面設(shè)有千斤頂(6)，每跨爐體(3)與其相鄰的試件支座(4)的縱向側(cè)壁上設(shè)有至少一個(gè)噴口(3-1)，噴嘴(8)設(shè)置在噴口(3-1)處，油泵(9)的輸出端與噴嘴(8)連接，油泵(9)的輸入端與油箱(10)連接，風(fēng)機(jī)(11)與噴口(3-1)連通，每跨爐體(3)與其相鄰的試件支座(4)的側(cè)壁下部設(shè)有煙道(3-2)，每跨爐體(3)與其相鄰的試件支座(4)的側(cè)壁上部設(shè)有至少兩個(gè)熱電偶(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，其特征 在于爐體(3)的上平面低于試件支座(4)的上平面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，其特征 在于爐體(3)的四周爐體內(nèi)壁由耐火磚砌筑而成，爐體(3)的四周爐體外 壁由普通紅磚砌筑而成，爐體(3)的四周爐體內(nèi)壁與外壁之間填充耐火纖維， 爐體(3)的底部由兩層耐火磚砌筑而成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，其特征在于每跨爐體(3)與其相鄰的試件支座(4)的上端面沿縱向設(shè)有試驗(yàn)槽(3-4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，其特征 在于它還含有閘門板(13)，閘門板(13)安裝在煙道(3-2)的出口處。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，其特征 在于每根反力縱梁(1-2)與反力橫梁(1-3)連接的端面上設(shè)有若干第一連接 孔(1-2-1)，每根反力橫梁(1-3)與反力縱梁(1-2)連接的端面上設(shè)有若干第 二連接孔(1-3-1)。
全文摘要
混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)裝置，本發(fā)明涉及一種抗火試驗(yàn)裝置。本發(fā)明為解決現(xiàn)有建筑構(gòu)件耐火性能的測(cè)定只是對(duì)建筑構(gòu)件耐火極限進(jìn)行測(cè)定，不能對(duì)建筑構(gòu)件在火災(zāi)下的內(nèi)力變化、變形規(guī)律等抗火性能進(jìn)行測(cè)定的問(wèn)題。立柱布置在試件支座的外圍，兩根錨桿布置在反力架的縱向兩外側(cè)地面上，反力橫梁的下面設(shè)有稱重傳感器，稱重傳感器的下面設(shè)有千斤頂，噴嘴設(shè)置在噴口處，油泵與噴嘴連接，油泵與油箱連接，風(fēng)機(jī)與噴口連通，爐體與其相鄰的試件支座的側(cè)壁下部設(shè)有煙道，爐體與其相鄰的試件支座的側(cè)壁上部設(shè)有至少兩個(gè)熱電偶。本發(fā)明為混凝土多跨連續(xù)梁或板的抗火試驗(yàn)提供了試驗(yàn)裝置，滿足了試驗(yàn)所需的升溫、邊界約束、反力測(cè)量以及加載等試驗(yàn)要求。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101408536SQ20081020957
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者呂俊利, 張大山, 楊志年, 勇 王, 董毓利 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)